Бумажный самолет (verola) wrote,
Бумажный самолет
verola

Разгадки загадок коварного Маска



На презентации грузовика Тесла было несколько загадок: неожиданно низкая стоимость ($150,000-$180,000 не предсказывал почти никто), неожиданно большой пробег на одной зарядке (до 800 км), коэффициент сопротивления воздушному потоку, Cd — 0.36. У современного дизельного трака это значение от 0.61 до 0.7, в зависимости от того с прицепом замерено или без. Ссылка.

Тут сразу два вопроса:
(1) Насколько это низкое сопротивление важно?
(2) Если оно важно, то почему у Тесла грузовика коэффициент настолько меньше? Настолько, что он похож на легковые машины?

Начнем с того, что в ДВС лишь 25% энергии сгорания дизельного топлива переходят в полезную механическую энергию (при неидеальных условиях меньше), а электрическая имеет КПД около 90%. То есть, если полезная энергия 9 единиц, то выделение тепла в электромобиле 1 единица, а в ДВС машине 27. Разница по выделению бесполезного тепла — 27 раз.

Ну ладно, это фундаментальная разница с ДВС. Но на что при движении машины тратится полезная механическая энергия? Три категории затрат:

1. Набор кинетической энергии грузовиком (разгон) и потенциальной (подъёмы на холмы). Большая часть этого затем пойдет на преодоление потерь, описанных в 2 и 3 (катимся с горы), только часть пропадает. Только та часть, которая уйдет на износ тормозных колодок.
2. Трение качения. Это, в основном, непрерывная деформация шин при движении грузовика. Будь шины бесконечно твердыми, а дорога бесконечно ровной, эта часть была бы равна трению в подшипниках осей колес, то есть была бы ничтожна. Но шины сминаются под тяжестью машины — только поэтому, кстати, надо больше топлива на больший вес груза.
3. Сопротивление воздуха. Это главная часть, которая растет как квадрат со скоростью движения. При нормальной скорости в 100 км/час — это более 70% всего расхода механической энергии!! 70%.

У Теслы потери 1 близки к нулю (расход тормозов нулевой). Потери 2 неизбежны, но это к производителям шин. А вот 3, сопротивление воздуха, — главный, решающий расход. Почему же остальные создатели грузовиков с дизельными двигателями отстают от Теслы по этому параметру?

Конечно, Тесла полностью пересмотрела свой грузовик ради уменьшения этого сопротивления. Радикально пересмотрена компоновка кабины — она очень узкая, длинная и высокая. Такую кабину невозможно сделать в дизельном грузовике — двигатель там не спрячешь под ноги водителю. Но это не все. Великолепный rem235 подсказал мне правильный ответ.

Машины с ДВС не могут позволить воздушному потоку соскальзывать без трения — им НЕОБХОДИМО ГЛОТАТЬ ВОЗДУШНЫЙ СТОЛБ. У них радиаторы, и те самые 75% тепловой энергии должны быть унесены от двигателя, чтобы он не расплавился. Этот жар, который в ДВС машинах в 3 раза больше, чем вся расходуемая полезная механическая энергия, уносится прочь как раз этим самым воздушным потоком, напирающим в радиатор. Машины с ДВС никогда не смогут иметь такого же низкого коэффициента сопротивления, сколько бы их дизайнеры не мучились. Коварный Маск зарезал их на физике процесса.

В современных машинах сейчас делаются заслонки в радиаторах, которые частично закрываются, когда машина набирает высокую скорость. И это дает экономию топлива. Но понятно, насколько это слабее по сравнению с тем, когда радиатор не нужен вообще, и морда машины сделана в форме пули.

* * * *

Теперь понятно, что эта загадка связана с остальными. Если резко меньше сопротивление, то меньше энергии надо для перемещения груза (помните, 70% всего расхода — торможение воздуха). Если надо меньше энергии, то больше радиус на одной зарядке и/или меньше необходимый объем батарей (а батареи — это 2/3 стоимости электрического грузовика).

Думаете, кто-нибудь его догонит? Нет. Будут сильно бежать, запыхаются, основательно согреются, но догнать, думаю, не догонят.

P.S. Определения для физиков)


Понравилось?

Да
136(92.5%)
Нет
11(7.5%)

меня в ленту Оглавление и помощь — здесь
Tags: Тесла, автомобили, будущее энергетики
Subscribe

Posts from This Journal “будущее энергетики” Tag

promo verola july 24, 2016 21:00 331
Buy for 200 tokens
На картинке Жанна Ким. Когда спорят прекрасные дамы, а вы собираетесь вмешаться, выясните сначала какие силы стоят за каждой дамой, потому что беспризорными они бывают редко. Чтобы не оказаться со своим хвостом и копытом сатира перед 20-метровым Зевсом в лютом гневе. Акт 1. Наказать по…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 206 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →

Bestexceeder

December 4 2017, 02:54:14 UTC 1 month ago

  • New comment
У меня хороши знакомый пользуется Tesla S больше 5 лет. В Торонто с января по апрель - обычная зима. В среднем днем примерно -5, бывает -25, бывает несколько дней плюсов за зиму.

К его обычному выходу с работы салон автоматически прогревается до 21 градуса и дальше никаких проблем. Дальность езды за день в сильный мороз уменьшается примерно на 20-30 км, против +20 за бортом ранней осенью.

И потом, летом у нас без кондиционера тяжко, а тем более в Калифорнии, где их испытывают, а КПД кондиционера куда меньше печки.
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →